Zucker-Antigen im Labor

Weil Antibiotika immer häufiger versagen, sind neue Therapieansätze gefragt. Ein wichtiger Entwicklungsschritt wurde jetzt in der Immuntherapie gemacht: Amerikanischen Wissenschaftlern gelang die chemische Synthese eines für Enterobakterien charakteristischen Oligosaccharid-Antigens und die Herstellung eines monoklonalen Antikörpers spezifisch für dieses Antigen. Die Studie ist in der Zeitschrift Angewandte Chemie erschienen.

Monoklonale Antikörper gehören zu den wesentlichen diagnostischen Werkzeugen in der Biomedizin. Insbesondere in der Krebs-Immuntherapie haben sie auch therapeutische Anwendung gefunden. Zunehmend werden sie auch für die Infektionsbekämpfung ins Spiel gebracht.

Zu den Antibiotikaresistenzen bildenden Enterobakterien gehören so prominente Mitglieder wie Escherichia coli, Salmonella oder Klebsiella. Weil alle dieser gramnegativen Pathogene ein bestimmtes Oligosaccharid, das Enterobacterial Common Antigen (ECA), exprimieren, wählten Geert-Jan Boons von der Universität von Georgia und seine Gruppe in Kollaboration mit MedImmune (USA) dieses Antigen als Zielmolekül für die Herstellung von monoklonalen Antikörpern aus.

Auf dieser Grundlage ließen sich dann Impfstoffe oder andere Immuntherapien gegen Enterobakterien entwickeln. Die Autoren erklären: „Obwohl man ECA auch aus natürlichen Quellen isolieren kann, ist die chemische Synthese attraktiver. Man kann dann das Molekül zum Beispiel mit reaktiven Linkern versehen, um es an Trägerproteine anzuheften.“

Bevor man das ECA jedoch manipulieren kann, muss es synthetisiert werden. Und diese Aufgabe gestaltete sich als äußerst schwierig. Die Kohlenhydrat-Experten waren mit ungewöhnlich funktionalisierten Monosacchariden und einer schwierigen Konformation der glycosidischen Moleküle gegeneinander konfrontiert.

Zudem reagierte das zentrale Zuckermolekül lieber mit sich selbst, als Bindungen zu Nachbarzuckern einzugehen, schreiben die Autoren weiter. Letztlich erhielten die Forscher aber zwei synthetische ECA-Sechsfachzucker und zwei ECA-Dreifachzucker, die sie mit Rinderserumalbumin als Trägerprotein verknüpften. Natürliche Antiseren reagierten auf das synthetische ECA, und Boons und Mitarbeiter und ihrem Kollegen Qun Wang von MedImmune gelang es, aus dem immunogenen Dreifachzucker einen spezifischen monoklonalen Antikörper abzuleiteten.

Boons' und Wangs Arbeiten könnten somit den Auftakt für neue immuntherapeutische Ansätze spezifisch gegen Enterobakterien darstellen, die wegen der vermehrten Antibiotikaresistenzen nicht mehr behandelbare Infektionen verursachen. Boons' und Wangs gezielte Synthese des Antigens ermöglicht die umfassende Entwicklung neuer monoklonaler Antikörper.

Angewandte Chemie: Presseinfo 31/2015

Autor: Geert-Jan Boons, University of Georgia (USA), http://www.chem.uga.edu/people/faculty/gjboons

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201505420

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